Large-eddy simulation of plume dispersion during the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident by coupling with a meso-scale meteorological simulation model

LESと気象モデルの結合による福島原子力発電所事故時における大気拡散の数値解析

中山 浩成   ; 竹見 哲也*; 永井 晴康  

Nakayama, Hiromasa; Takemi, Tetsuya*; Nagai, Haruyasu

大気・陸域・海洋での放射性物質の移行挙動を包括的に予測できるSPEEDI-MPにおいて、Large-Eddy Simulation(LES)モデルを用いた局所域大気拡散予測システムの開発とその導入を目指している。今回は、領域気象モデルとLESモデルとの結合により、2011年3月11日に東日本大震災により引き起こされた福島第一原子力発電所の事故時における気象場を対象に単位放出されたプルームの局所域大気拡散シミュレーションを行う。本発表では、一定値の風速・温位データをLESモデルの流入境界条件に与えた一定気象条件下と、気象モデルにより得られた風速・温位データなどを流入境界に与え気象状況の変化を考慮した条件下で局所域大気拡散計算を行い、それぞれの条件下で得られたプルーム拡散挙動パターンを比較することで、結合計算手法の有効性について議論する。

A significant amount of radioactive material was accidentally discharged into the atmosphere from the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant (FDNPP) from March 12, 2011. In conducting regional-scale atmospheric dispersion simulations, the nuclear emergency response system based on a meso-scale meteorological model (MM) was used. However, it is impossible to conduct detailed simulations of plume dispersion considering the turbulent effects in a local-scale because buildings, structures, and local terrain variability are not explicitly represented at high grid resolutions in those models. Therefore, an approach to couple an LES-based CFD model with a MM model should be promising. In this study, first we conduct LESs of plume dispersion around the FDNPP under a constant meteorological condition by prescribing constant mean wind velocities and directions at the inlet boundary condition, and then do them under a varying meteorological condition by coupling with a MM model. Our objective is to compare plume dispersion patterns under those different meteorological conditions and evaluate the effectiveness of the coupling computational method.